Субъединичные и рекомбинантные вакцины

Субъединичная вакцина содержит только отобранные, очищенные компоненты патогена — как правило, один или несколько белков или полисахаридов — а не весь организм, а рекомбинантные вакцины производят эти антигены в генно-инженерных клетках (бактериях, дрожжах, клетках насекомых или млекопитающих) с использованием технологии рекомбинантной ДНК. Представляя четко определенный антиген без инфекционного материала, эта платформа очень безопасна и точно охарактеризована, но очищенный антиген часто сам по себе слабоиммуногенен и обычно требует адъюванта для генерации сильного, защитного ответа.

Definition

Субъединичная или рекомбинантная вакцина — это препарат, содержащий только определенные, очищенные антигенные компоненты патогена, полученные синтетически, путем очистки или посредством рекомбинантной экспрессии, и сформулированный, часто с адъювантом, для вызывания защитного иммунитета без какого-либо инфекционного агента.

Scope

Эта тема охватывает вопросы выбора и производства защитных антигенов (включая вирусоподобные частицы, конъюгированные вакцины и подходы обратной вакцинологии, основанные на геноме), объясняет, почему очищенные антигены обычно нуждаются в адъювантах, а также рассматривает компромиссы, связанные с этой платформой. Это методологический справочник, который не предоставляет графиков иммунизации или рекомендаций по пригодности.

Core questions

• Как идентифицируется и рекомбинантно производится защитный антиген?
• Почему очищенные субъединичные антигены обычно требуют адъювантов?
• Как конъюгированные вакцины, вирусоподобные частицы и стратегии обратной вакцинологии расширяют возможности платформы?

Key concepts

• Очищенный белковый или полисахаридный антиген
• Рекомбинантные экспрессионные системы
• Вирусоподобные частицы (ВЛЧ)
• Конъюгация полисахарид-белок
• Требование адъюванта
• Обратная вакцинология (поиск антигенов с помощью генома)
• Высокая безопасность и определенность антигена

Mechanisms

Доставляя только выбранные антигены, субъединичные вакцины фокусируют иммунный ответ на защитных эпитопах, исключая компоненты, которые могут вызывать реактогенность или не имеют отношения к защите. Поскольку этим очищенным антигенам не хватает сигналов опасности целого патогена, они часто сами по себе слабоиммуногенны и формулируются с адъювантами, которые активируют врожденное иммунное распознавание для усиления и формирования адаптивного ответа. Несколько инженерных стратегий улучшают платформу: сборка антигенов в вирусоподобные частицы, имитирующие геометрию вирусной поверхности; химическое конъюгирование слабоиммуногенных полисахаридов с белками-носителями для привлечения Т-клеточной помощи; и использование секвенирования генома для идентификации кандидатных антигенов, которые не могут быть выращены обычными методами — подход обратной вакцинологии, впервые примененный против менингококка серогруппы B Пиццей и его коллегами.

Clinical relevance

Субъединичные и рекомбинантные вакцины предлагают высокоопределенную, хорошо переносимую платформу, которая позволила создать вакцины против патогенов, трудно поддающихся воздействию с помощью подходов, основанных на целых организмах. Понимание этой платформы объясняет, почему такие вакцины точно охарактеризованы и безопасны, но при этом обычно зависят от адъювантов для обеспечения эффективности. Эта статья описывает научные основы платформы и не является источником индивидуальных рекомендаций по вакцинации.

Epidemiology

Рекомбинантные и субъединичные вакцины, включая конъюгированные и вирусоподобные частицы, внесли существенный вклад в контроль нескольких бактериальных и вирусных заболеваний и составляют значительную долю современных лицензированных вакцин, что отражает безопасность и технологичность платформы.

History

Платформа появилась с технологией рекомбинантной ДНК в конце двадцатого века, что позволило производить защитные антигены в генно-инженерных клетках, а не очищать их из патогена. Секвенирование генома затем сделало возможной обратную вакцинологию — поиск кандидатных антигенов по всему геному — впервые продемонстрированную против менингококка серогруппы B в 2000 году, расширив охват субъединичного дизайна на ранее труднодоступные цели.

Key figures

• Rino Rappuoli
• Bali Pulendran
• Stanley Plotkin

Seminal works

• pizza-2000
• plotkin-2010

Frequently asked questions

Почему субъединичные вакцины обычно содержат адъювант?

Очищенным антигенам не хватает сигналов опасности для врожденного иммунитета, присущих целому патогену, поэтому они часто сами по себе слабоиммуногенны; адъювант активирует врожденное распознавание для усиления и формирования адаптивного ответа в направлении защитного иммунитета.

Что такое обратная вакцинология?

Это геномно-ориентированная стратегия, при которой полная последовательность ДНК патогена скринируется с помощью компьютерных методов для идентификации кандидатных белковых антигенов, которые затем производятся рекомбинантно и тестируются — впервые успешно применена к менингококку серогруппы B, цели, которая сопротивлялась обычным подходам.